1、第一章 基本資料1.1 工程概況原前進二閘樞紐位于臨河城北前進干渠上，該樞紐建于1966年，樞紐設計流量77.6m3/s，主要任務是引水灌溉，灌溉面積128萬畝。建筑物包括前進第二節(jié)制閘、西樂進水閘、新華進水閘、甜菜支渠進水閘及林場支渠進水閘五座建筑物，其中西樂進水閘、新華進水閘的分水角均為30，甜菜支渠進水閘及林場支渠進水閘的分水角均為16。樞紐上游以扭曲面與兩岸連接，各閘室之間采用圓形裹頭連接方式；下游均以隔墻型式與兩岸渠堤連接。前進二閘樞紐中的節(jié)制閘、西樂及新華進水閘的設計流量分別為28m3/s、22m3/s及23m3/s，閘室結構型式均為開敞式，閘下游設交通橋，橋面凈寬4.5m，汽8級

2、標準。閘門為鋼筋混凝土平板門，起閉機為螺桿式起閉機。該樞紐建成至今已有42年，在工程運用過程中發(fā)現(xiàn)了許多問題：一是建筑物長期受凍脹破壞，致使各閘的翼墻、閘前鋪蓋及閘下消力池護坦等部位存在破損問題，漏水現(xiàn)象十分嚴重，直接威脅建筑物自身的安全；二是工程管理設施落后，不能滿足工程管理現(xiàn)代化的要求；三是組成樞紐的各建筑物均以超過經(jīng)濟使用年限，隱患嚴重。根據(jù)該樞紐工程現(xiàn)狀及上級的要求，決定將原前進二閘樞紐拆除后重建。1.2 水文氣象前進二閘樞紐工程處于干旱半干旱地帶，大陸性氣候特征明顯，冬季嚴寒少雪，夏季高溫干熱。年降水量139222mm，且70%的降雨集中在79月份，年蒸發(fā)量20002300mm，47

3、月份蒸發(fā)量最大，約占全年的40%以上，根據(jù)當?shù)氐臍庀笳径嗄曩Y料，多年平均氣溫68，最低氣溫在一月份為-33.1，最高氣溫在七月份達到37.4，每年11月下旬開始封凍，直到翌年5月中旬凍層全部消退，封凍期長達180天左右，凍土最大深度1.11.3m，無霜期為135150天。一般冬春兩季為多風季節(jié)，風向多以西北風和西風為主，冬季風力強，春季持續(xù)時間長，多年最大月平均風速19.6m/s。1.3 工程地質1.3.1 地層巖性分布閘址區(qū)屬黃河沖積洪積平原，第四紀沉積較厚，根據(jù)鉆孔揭露，地層主要以灰色粉質壤土、粉質粘土和淺灰色細砂層為主?，F(xiàn)分述如下：粉質壤土呈飽和狀態(tài)，可塑，沉積厚度0.54.0m，屬中等

4、壓縮性土，內(nèi)摩擦角31.2，滲透系數(shù)4.0110-5cm/s；粉質粘土呈飽和狀態(tài)，可塑，沉積厚度0.22.0m，屬中等壓縮性土，滲透系數(shù)1.0910-6 cm/s；中砂、細砂層均呈飽和狀態(tài)，主要成分石英、長石、云母、中密，滲透系數(shù)2.6510-31.2210-3 cm/s。1.3.2 工程地質前進二閘樞紐地層較為復雜，主要為中粉質土、重粉質土、粉質粘土、中砂、細砂，呈飽和狀態(tài)，粘性土多由可塑至軟塑，屬中等壓縮性土；砂土由松散密實，顆粒級配較為均勻，屬中等壓縮性土；比較適合建筑物的持力層。1.3.3 工程地質評價（1） 地基承載力的確定根據(jù)土的孔隙比、塑性指數(shù)、液性指數(shù)等指標確定粉質壤土的允許地

5、基承載力為140Kpa，粘土的允許地基承載力為150Kpa。根據(jù)標準貫入錘擊數(shù)和密實度，中細砂的允許承載力為180Kpa。（2） 砂土的液化評價前進二閘樞紐位于臨河地區(qū)，該區(qū)地震烈度為6，根據(jù)標準貫入錘擊數(shù)判別法和砂土相對密度判別法，確定在地震力作用下可能發(fā)生液化。由于閘室上、下游存在一定的水力坡降，所以存在滲透破壞的可能，當水力坡降超過0.22時，飽和細砂將發(fā)生流土破壞。1.3.4 結論（1）建議地基土的容許承載力采用150Kpa。（2）閘基地層細砂屬容易產(chǎn)生液化的地層，為避免動水壓力造成的滲透液化，建議實際水力坡降最好控制在允許水力坡降范圍之內(nèi)。閘基存在振動液化的可能，需采取防振動液化的措

6、施。（3）閘基地下水位埋深較淺，建筑物基礎埋置地下水位以下，建議施工時應采取排水措施。1.4 設計依據(jù)1.4.1 工程等別按照水利部水規(guī)總院的審查意見，前進干渠主要建筑物為3級建筑物，所以前進二閘樞紐按3級建筑物設計。1.4.2 設計指標（1）樞紐各閘上下游斷面前進干渠：渠底寬50m，邊坡m=2，縱坡i=1/12000，糙率n=0.015，渠底高程1035.5m。節(jié)制閘 (新華閘)：下游渠底寬15m，邊坡m=2，縱坡i=1/12000 (1/8500)，糙率n=0.015，吹程0.8km。（2）樞紐各閘設計指標前進二閘樞紐建筑物設計指標表名稱設計情況加大情況流量（m3/s）上游水位（m）下游水

7、位（m）流量（m3/s）上游水位（m）下游水位（m）節(jié)制閘281037.5(1037.4)1035.80(1035.5)301037.6(1037.5)1035.70新華閘231036.7（1035.7）251036.8（1035.9）西樂閘221037.10241037.2甜菜閘41037.25.51037.3林場閘0.60.8（3）閘基土物理性質地基允許承載力：150Kpa地基土內(nèi)摩擦角31.2 、土層凝聚力15KN/m2 。土壤濕容重18 KN/m3 、飽和容重20 KN/m3、土的浮容重10 KN/m3。砼與地基土的摩擦系數(shù)：0 (0.3)（4）邊墩后回填土部分內(nèi)摩擦角14 、土層凝聚

8、力5KN/m2 。土壤濕容重18 KN/m3 、飽和容重20 KN/m3、土的浮容重10 KN/m3。（5）其他指標地震設計烈度：6第二章 樞紐布置2.1 樞紐任務及組成前進二閘樞紐節(jié)制閘的作用是調(diào)節(jié)水位，控制流量。水閘由閘室、上游連接段和下游連接段三部分組成。閘室是水閘的主體，包括閘門、閘墩、邊墩（岸墻）、底板、胸墻、工作橋、檢修便橋、交通橋、啟閉機等。上游連接段包括兩岸的翼墻和護坡以及河床部分的鋪蓋，有時為保護河床免受沖刷，還加做防沖槽和護底。用以引導水流平順地進入閘室，保護兩岸及河床免遭沖刷，并與閘室等共同構成防滲地下輪廓，確保在滲透水流作用下兩岸和閘基的抗?jié)B穩(wěn)定性。下游連接段包括護坦、

9、海漫、防沖槽以及兩岸的翼墻和護坡等。用以消除過閘水流的剩余能量，引導出閘水流均勻擴散，調(diào)整流速分布和減緩流速，防止水流出閘后對下游的沖刷。2.2 樞紐建筑物選型節(jié)制閘常建在分水閘、泄水閘的稍下游，以利分水和泄水；或建在渡槽、倒虹吸管等的稍上游，以利控制輸水流量和事故檢修；并盡量與橋梁、跌水、陡坡等結合，以取得經(jīng)濟效益。渠系節(jié)制閘的過水寬度要與上、下游渠道寬度相適應，以利于連接。當采用輪灌時，節(jié)制閘上、下游渠道的設計流量相同，下游水位即為與設計流量相應的渠水位；當采用續(xù)灌時，節(jié)制閘上下游設計流量不同，水位需取相應流量的渠水位，但下游水位需計及下一級節(jié)制閘壅水的影響。渠道節(jié)制閘多用開敞式，閘檻高程

10、宜與渠底相平，采用平底寬頂堰，閘下消能防沖工程都比較簡單，始流狀態(tài)可依靠護坦上置的消力墩擴散水流，撞擊消能。上下游翼墻力求平順，常采用扭曲面過渡，以減少水頭損失。節(jié)制閘的組成、結構及設計要點等與一般水閘相同。第三章 水力設計3.1 閘孔設計3.1.1 設計條件節(jié)制閘下游渠底寬15m，邊坡m=2，縱坡i=1/12000(1/8500)，糙率n=0.015，吹程0.8km。設計流量28(23)m/s，上游水位1037.5(1037.4)m，下游水位1035.8(1035.7)m。加大情況下，流量30(25)m/s，上游水位1037.6(1037.5)m，下游水位1035.7(1035.9)m。3.

11、1.2 閘室形式閘室結構形式有開敞式、胸墻式和涵洞式等形式。開敞式閘室的特點是閘門全開時過閘水流具有自由水面，一般閘底板頂面高程較高，擋水高度較小的水閘都采用這種型式；胸墻式和涵洞式閘室，其泄流特點是閘門全開時過閘水流只能通過固定孔洞下泄，自由水面受閘室頂面固定部件所阻擋，一般閘底板頂面高程較低，擋水高度較大的水閘采用這種閘室結構形式。節(jié)制閘過閘流量較小，擋水高度較低，因此采用開敞式閘室。3.1.3 閘孔形式閘孔形式有寬頂堰和低實用堰兩種。寬頂堰有利于泄洪、沖沙、排污、排冰、且泄流能力比較穩(wěn)定，結構簡單，施工方便。缺點是流量系數(shù)較小，閘后宜產(chǎn)生波狀水躍。低實用堰的優(yōu)點是在自由泄流時的流量系數(shù)較

12、大，水流條件較好。但泄流能力受尾水位變化的影響較為明顯，不如寬頂堰泄流時穩(wěn)定，同時施工也較寬頂堰復雜。根據(jù)節(jié)制閘的實際情況，比較兩種堰型選用寬頂堰。3.1.4 堰頂高程一般情況下，攔河閘底板頂面與河底平齊，因此堰頂高程取上游渠底高程1035.5m。3.1.5 閘孔總寬度及孔數(shù)閘孔總凈寬按SL2652001水閘設計規(guī)范中公式計算：總凈寬 （3-1）多孔閘堰流側收縮系數(shù)（閘墩墩頭為圓弧形）： （3-2）中閘孔側收縮系數(shù)： （3-3）邊閘孔側收縮系數(shù)： （3-4）堰流淹設系數(shù)： （3-5）式中 B0閘孔總凈寬(m)；Q過閘流量(m3/s)；Ho計入行近流速水頭的堰上水深(m)；m堰流流量系數(shù)，采用0

13、.385；堰流側收縮系數(shù)，多孔閘按公式（3-3）計算；b0單孔凈寬(m)；N多孔閘閘孔數(shù)；z中閘孔側收縮系數(shù)，按公式 (3-4)計算求得或由表3-1查得，但表中bs為b0+ds；dz中閘墩厚度(m)；b邊閘孔側收縮系數(shù)，按公式 (3-5)計算求得或由表3-1查得，但表中bs為b0+ds/2+bb；bb邊閘墩順水流向邊緣線至上游河道水邊線之間的距離(m)堰流淹設系數(shù)，按公式 (3-6)計算求得或由表3-2查得；hs由堰頂算起的下游水深。表3-1 值b0/ bs0.20.30.40.50.60.70.80.91.00.9090.9110.9180.9280.9400.9530.9680.9831.

14、000表3-2 寬頂堰值hs/H00.720.750.780.800.820.840.860.880.900.911.000.990.980.970.950.930.900.870.830.80hs/H00.920.930.40.950.960.970.980.990.9950.9980.770.740.700.660.610.550.470.360.280.19計算如下：流量Q=28m3/s；上游堰上水深H=1037.51035.5=2.0m；上游干渠渠道水深h=1037.501035.50=2.0m；干渠流量為各閘流量總和：Q0=28+23+22+4+0.6=77.6m3/s；上游渠道斷面

15、面積A0=(b+mh)h =(50+22)2 =108m2；上游行進流速m/s；計入行進流速水頭的堰上水深為m下游水深由試算-圖解法求得：具體計算見表3-3 表3-3 流量計算表bmhARQ1520.69.7217.680.553.971520.813.2818.580.716.4615211719.470.879.451521.220.8820.371.0312.921521.424.9221.261.1716.861521.629.1222.161.3121.261521.833.4823.051.4526.1315223823.941.5931.471522.242.6824.841.7

16、237.261522.447.5225.731.8543.53由計算表的h與Q數(shù)值繪制h-Q關系曲線如圖3-1由h-Q關系曲線可得，當Q=28m/s時，下游水深hs=1.872m由公式3-6得：m=0.385, 假設為0.95，則由公式3-1計算得：m則設計為三孔，單孔凈寬b0=2.5m，總凈寬B0=7.5m；單寬流量m3/s；中墩厚度dz=1.0m，邊墩厚度d=0.8m；閘孔總寬度m。閘門結構如圖3-2所示圖3-2 閘門結構示意圖3.1.6 流量校核（1）設計情況由公式3-2至3-4得：與原假設值0.95接近，誤差可忽略不計。由公式3-1得：=28m3/s，誤差為，過流能力滿足設計要求。（2

17、）加大情況上游堰上水深H=1037.6-1035.5=2.1m；上游干渠渠道水深h=1037.60-1.35.50=2.1m；干渠流量為Q0=77.6m3/s；上游渠道斷面面積A=(b+mh)h =(50+22.1)2.1=113.82m2；則上游行進流速m/s；計入行進流速水頭的堰上水深：m當流量為加大流量30 m3/s時，由圖3-1可知，下游水深為1.947m。由公式3-5得m為0.385，假設為0.95，則由公式3-1可得校核情況下的流量為：故Q=30m3/s，誤差為，過流能力滿足加大流量設計要求。3.2消能防沖設計水閘泄水時水流具有較大的動能，而土質河床的抗沖能力低，必將對下游河床產(chǎn)生

18、不同程度的沖刷。為了保證水閘的正常運行，防止河床沖刷，一方面盡可能消除水流的動能，消除波狀水躍，并促使水流橫向擴散，防止產(chǎn)生折沖水流；另一方面要保護河床及河岸，防止剩余動能引起的沖刷。水閘消能有方式有底流式、面流式和挑流式等三種，底流式是應用比較廣泛的基本消能方式。根據(jù)節(jié)制閘實際情況，可采用底流式消能。這種消能形式由消力池、海漫和防沖槽等三部分組成。3.2.1 消力池（1）判斷下游水躍銜接形式查表確定=0.90。=2.95m3/（sm）當=2.95m3/（sm）時，可求得：m由水力計算手冊中躍后水深求解曲線查得，則m。同理，可算不同單寬流量下相應的，如下表3-4所示：表3-4 不同單寬流量對應

19、的下游共軛水深計算表q（m3/sm）hk（m）0chc（m）備注0.50.2946.9052.410.71=0.90E0=2.03m0.70.3685.5162.270.8310.4674.3472.040.951.50.6123.3171.881.1520.7422.7361.761.312.50.8602.3601.571.35將表中的及的對應數(shù)值繪在圖3-3中，得曲線與曲線 圖3-3 各水深與單寬流量關系曲線00.20.40.60.811.21.41.600.511.522.53單寬流量m/(sm)水深(m)從圖3-3可以看出，在所討論的流量范圍內(nèi)，大部分都大于，即下游會產(chǎn)生遠驅式水躍銜

20、接，為使下游產(chǎn)生淹沒水躍銜接，需要修建消力池。（2）消力池的結構形式底流式消能布置一般有挖深式消力池、檻式消力池和綜合式消力池，若下游水深不足，用降低護坦高程形成消力池，是水閘設計中常用的型式，當下游水深略小于或等于躍后水深時，可采用檻式消力池。如果降低護坦高程挖方過大，施工困難較多，增加工程造價時，可采用淺挖方低檻式綜合式消力池。結合本工程特點，新華進水閘采用挖深式消力池。（3）消力池的深度計算根據(jù)圖3-3的曲線和曲線，可求出最大時=0.8m3/（sm）。故消力池的設計流量為m3/（sm）相應于 m3/（sm）時，m， ，m，m。首先按近似公式約估池深數(shù)值m設=0.20m，于是m，；查圖得：

21、=2.24，=0.90mm則池深為m，比原假設值0.20m小。又設=0.21m，求得相應各值為，=2.30，=0.92m，則mm與原假設符合，故所求池深為0.21m。（4）消力池的長度計算池長的設計流量取單寬加大流量，即m3/（sm）此時， 查圖得：0.57，1.58則m，m池長按公式和計算式中 Lsj消力池長度(m)；Ls消力池斜坡段水平投影長度(m)；水躍長度校正系數(shù)，可采用0.70.8；Lj水躍長度（m）；式中 m為消力池斜坡比，取m=5，p為堰頂與消力池池底的高差，即0.21m。則 mmm，即消力池長度為5m。（5）消力池底板的厚度水閘泄水時，消力池內(nèi)水流紊亂，消力池底板承受水流沖擊力

22、，水流脈動壓力和底部揚壓力等作用，受力條件復雜，一旦破壞就會影響到水閘的安全.因此，護坦厚度的設計應考慮自身具有足夠重量、強度和抗沖耐磨的能力。根據(jù)抗沖和抗浮要求，根據(jù)SL2652001水閘設計規(guī)范抗沖和抗浮兩公式計算，并取其大值。滿足抗沖要求： （3-7）滿足抗浮要求： （3-8） 式中 t消力池底板始端厚度(m)；H 閘孔泄水時的上下游水位差(m)；K1消力池底板計算系數(shù)，可采用0.150.20；K1消力池底板安全系數(shù)，可采用1.11.3；U作用在消力池底板底面的揚壓力(kPa)；W作用在消力池底板頂面的水重(kPa)；Pm作用在消力池底板上的脈動壓力(kPa)，其值可取躍前收縮斷面流速水

23、頭值50%，計算消力池底板前半部的脈動壓力時取正，后半部的脈動壓力時取負；d消力池底板的飽和重度(kN/m3)；按抗浮要求計算底板厚度時，因為消力池底部設反濾層，中后部設排水孔，滲透壓力為零，即消力池上作用的揚壓力與水重大小相等，相互抵消；而Pm的值很小，即消力池底板厚度不必考慮抗浮要求，只需計算抗沖要求下底板厚度。m，則底板厚度取為0.5m。為了降低護坦底部的滲透壓力，在護坦中后部設鉛直排水孔，孔徑10cm，間距2m；設置反濾層以保護地基土，防止土粒被滲流帶入排水，在護坦底部設3層粒徑不同的反濾層，層次大體與滲流方向正交，各層厚度依次為10cm、6cm和4cm。3.2.2 海漫（1）海漫長度

24、計算海漫長度取決于水流余能大小，消力池末端單寬流量、上下游水位差、水流擴散情況及河床土質等。根據(jù)SL2652001水閘設計規(guī)范公式計算 。式中 Lp海漫長度（m）；qs消力池末端單寬流量m3/s；H上下游水位差；Ks海漫長度計算系數(shù)，可由表3-5查得；表3-5 Ks 表河床土質粉砂、細砂中砂、粗砂、粉質壤土粉質粘土堅硬粘土Ks14-1312-1110-98-7H=1.7m，qs=28/9.5=2.95m3/（sm），節(jié)制閘土質主要有粉質壤土、粉質粘土、中砂，因此取Ks=11，則：m即取海漫長度為24 m。（2）海漫結構一般在海漫起始段做510m的漿砌石水平段；水平段后做成不陡于1：10的干砌石

25、斜坡段，以使水流均勻擴散，調(diào)整流速分布，保護河床不受沖刷。海漫水平段取9m，斜坡段15m，坡度為1:15，厚度為0.5m，下面鋪15cm厚的砂墊層。圖3-4 海漫布置圖3.2.3 防沖槽水流經(jīng)過海漫后，能量雖能進一步消除，但海漫末端水流仍具有一定的沖刷能力，河床仍受沖刷，故需在海漫末端采取加固措施，即設計防沖槽。常見的防沖槽有拋石防沖槽和齒墻或板樁式防沖槽，平原地區(qū)一般采用拋石防沖槽。在海漫末端處挖槽拋石預留足夠的石塊，當水流沖刷河床沖至最深時，預留在槽內(nèi)的石塊沿斜坡會陸續(xù)滾下，鋪蓋在沖坑的上游斜坡段，防止沖刷破壞向上游擴展，保護海漫安全。拋石體積可根據(jù)下游河床沖至最深時，石塊坍塌在沖坑上游面

26、所需的方量定。根據(jù)SL2652001水閘設計規(guī)范海漫末端河床沖刷深度為：式中 dm海漫末端河床沖刷深度（m）；qm海漫末端單寬流量（m3/sm）v0河床土質允許不沖流速（m/s）hm海漫末端河床水深（m）qm=28/15=1.87 m3/（sm），V0取0.8 m/s，hm=1.95m，則：m1.0m海漫末端有沖刷存在，須將防沖槽開挖成倒梯形斷面，取防沖槽深度為1.0m，采用寬淺式，低寬取2.0m，上游坡率為2，下游坡率為3，出槽后做成坡率為5的斜坡與下游河床相連。圖3-5 防沖槽布置圖第四章 閘室布置4.1 底板閘室底板有整體式和分離式兩種，對軟弱地基上或地震區(qū)的水閘多采用整體式底板，而在堅

27、硬、緊密或中等堅硬、緊密的地基上宜采用分離式底板。節(jié)制閘地基土以粉質壤土、粉質粘土和中砂為主，承載力不大，故選用整體式結構。底板沿順水流方向的長度，取決于上部結構布置并滿足結構強度和抗滑穩(wěn)定要求。底板長度可根據(jù)經(jīng)驗擬定，砂土和砂壤土地基，可?。?.04）H，（H為上下游最大水位差）即（2.04）1.9=3.87.6m，因此取底板長為8m。底板厚度必須滿足剛度和強度要求，大中型水閘可取(1/61/8)b0(b0為閘孔凈寬)，一般為1.02.0m，最薄不小于0.7m。但小型水閘也有用到0.3m的因此閘底板厚度取0.5m。在底板上下游設置齒墻，根據(jù)規(guī)范齒墻一般為梯形斷面，深取0.5m，底寬取0.5m

28、，坡比取1:1，底板下鋪設0.1m厚的素混凝土墊層，齒墻內(nèi)填充砂礫石墊層。底板尺寸見下圖4-1所示：4-1 底板尺寸示意圖4.2 閘墩4.2.1 閘墩尺寸及形狀閘墩的作用主要是分隔閘門，同時也支承閘門、胸墻、工作橋以及交通橋等上部結構。閘墩長度應滿足上部結構的布置要求，該值一般等于底板長度，也可小于底板長度，因此取閘墩長8m。閘墩分中墩和邊墩兩種。閘墩厚度必須滿足穩(wěn)定和強度的要求，混凝土和少筋混凝土閘墩厚0.91.4m，漿砌石閘墩厚0.81.5m。漿砌石常用在小型水閘中，因此取中墩厚1.0m，邊墩厚0.8m。選擇閘墩外部形狀時主要考慮水流平順的基本條件，以減小側收縮的影響，提高閘孔過水能力，但

29、也要考慮到施工簡便、不易損壞等因素。閘墩頭尾部均采用半圓形。門槽深度取0.2m，寬度取0.5m；檢修門槽深度取0.2m，寬度取0.2m。具體尺寸如圖4-2所示。圖4-2 閘墩尺寸示意圖4.2.2 閘頂高程水閘閘頂高程應根據(jù)擋水和泄水兩種運用情況確定。擋水時，閘頂高程不應低于水閘正常蓄水位加波浪計算高度與相應安全超高值之和；泄水時，閘頂高程不應低于設計洪水位與相應安全超高值之和。兩種情況下的安全保證條件應同時滿足，因此分別在設計水位和校核水位下計算墩頂高程，并取其較大值。式中 平均波高（m），根據(jù)SL2652001水閘設計規(guī)范莆田試驗站公式計算；安全超高（3級水閘安全超高下限值：正常蓄水位取0.

30、4m，校核洪水位0.5m）（1） 設計情況下平均波高計算公式（莆田試驗站公式）：式中 平均波高（m）計算風速，可采用當?shù)貧庀笳咎峁┑亩嗄昶骄畲箫L速D風區(qū)長度(m)風區(qū)內(nèi)的平均水深（m）V0=19.6m/s，D=0.8km，Hm=1.7m，則（2）校核情況下V0=19.6m/s，D=0.8km，Hm=1.9m，則由莆田試驗站公式得：0.0122m，則，故取墩頂高程為1038.21m，閘墩高1038.2-1035.5=2.7m4.3 閘門及啟閉機閘門形式的選擇，應根據(jù)運用要求、閘孔跨度、啟閉機容量、工作造價等條件比較確定。工作閘門采用鋼筋混凝土平板門，單孔閘門寬度為2.5m，高為2.7m，距閘墩

31、上游邊緣2.5m。檢修閘門門槽深0.2m，寬0.2m，距閘墩上游邊緣0.8m。啟閉機設在工作橋上，采用螺桿式啟閉機提升閘門。4.4 工作橋、交通橋、檢修橋小型水閘的工作橋一般采用板式結構，高度視閘門和啟閉設備的形式及閘門高度而定。采用固定式啟閉機的平面閘門閘墩，由于閘門開啟后懸掛的需要，橋高應為門高的兩倍再加1.01.5m的富裕高度；取工作橋寬2m,厚度0.5m，高度取6.5m。交通橋在閘室下游，凈寬4.5m，汽.8標準，高度3.5m。檢修便橋設在閘室上游，寬度1.5m，兩側采用鋼管欄桿，高度0.1m。第五章 地下輪廓布置及防滲排水設計5.1 地下輪廓線布置5.1.1 防滲長度擬定根據(jù)SL26

32、52001水閘設計規(guī)范，在工程規(guī)劃和可行性研究階段，閘基防滲長度初擬值可按下式確定：式中 L閘基防滲長度，即閘基輪廓線水平段和垂直段的總和（m）；上下游水位差（m）；C允許滲徑系數(shù)值，見表5-1，當閘基設板樁時，可采用表列規(guī)定值的小值表5-1 允許滲徑系數(shù)值 地基類別排水條件粉砂細砂中砂粗砂中礫細砂粗礫夾卵石輕粉質砂壤土輕砂壤土壤土粘土有反濾層1399775544332.5117955332無反濾層7443。5.1.2 地下輪廓布置當水閘防滲長度初步擬定后，即可依據(jù)地基情況并參照條件相近的已建工程的實踐經(jīng)驗進行水閘地下輪廓布置，總的布置原則是防滲與導滲相結合。為提高閘室抗滑穩(wěn)定，在閘底板上游設

33、置水平鋪蓋，上下游設板樁。鋪蓋長度取4m，鋪蓋前后端設齒墻，齒墻深0.25m，寬度0.25m，坡比1:1。在閘底板前端設置板樁，深度為1m。水閘防滲布置圖如圖5-1所示。圖5-1 水閘防滲布置示意圖5.2 滲透計算驗算防滲長度 L實=0.5+(0.25+0.25/sin45)2+(4-0.254)+(0.5+0.5/ sin45)2+(8-0.54)+32+0.5=18.613.3，滿足防滲要求。采用改進的阻力系數(shù)法計算地下輪廓線上各處的滲透壓力。（1）計算阻力系數(shù)確定有效深度 LO=4+8=12m SO=0.5+0.5+1=2m 故m T =1035.5-1023=12.5m，所以以Te代替

34、T。簡化地下輪廓（見圖5-2）圖5-2 地下輪廓分段簡化示意圖計算阻力系數(shù)表5-2 阻力系數(shù)計算表區(qū)段阻力系數(shù)計算公式S(m)T(m)Lx(m)阻力系數(shù)進口段0.560.726齒墻水平段5.50.250.045齒墻垂直段0.255.750.044鋪蓋水平段5.7540.209板樁垂直段3.755.750.810板樁垂直段3.55.50.780底板水平段5.57.250.809齒墻垂直段0.55.50.091齒墻水平段50.50.100出口段0.55.50.743（2）計算滲透壓力求各分段的滲透水壓損失值，H=1.9，i=4.357進口段 h1=0.32齒墻水平段h2=0.02齒墻垂直段h3=0

35、.02鋪蓋水平段h4=0.12板樁垂直段h5=0.38板樁垂直段h6=0.37底板水平段h7=0.35齒墻垂直段h8=0.04齒墻水平段h9=0.04出口段h10=0.32進出口水頭損失值的修正進出口處修正系數(shù)：式中 按公式計算出的水頭損失，m；阻力修正系數(shù)；底板埋深與地面以下板樁入土深度之和，m；板狀上游側底板下的地基透水層深度，m；進口段：0.541.0，應予修正。進口段水頭損失應修正為m進口段水頭損失減小值h1=0.15h2+h3=0.04m故修正各段水頭損失值：m mm出口段：0.531.0。出口段水頭損失應修正為m出口段水頭損失減小值h10=0.15h8+h9=0.08m故修正各段水

36、頭損失值：m mm驗算：m 計算無誤計算各角隅點的滲壓水頭由上游進口段開始，逐次向下游從總水頭H=1.7m減去各分段水頭損失值，即可求得各角點和尖點的滲透壓力值：H1=1.90m，H2=1.73m，H3=1.69m，H4=1.65m，H5=1.42m，H6=1.04m，H7=0.67m，H8=0.33m，H9=0.25，H10=0.17，H11=0。繪制滲壓水頭分布圖根據(jù)以上算得的滲壓水頭值，并認為沿水平段的水頭損失呈線性變化，即可繪出如圖5-3所示的滲壓水頭分布圖。圖5-3 滲壓水頭分布圖5.3 驗算閘基抗?jié)B穩(wěn)定節(jié)制閘所在位置地層以粉質壤土、粉質粘土和中砂層為主，根據(jù)SL2652001水閘設

37、計規(guī)范（表5-3）水平段和出口段的滲流坡降規(guī)定值分別為：0.100.13和0.350.40?？紤]到滲流出口處設置有反濾層，將上值加大30%為0.130.169和0.4550.52。表5-3 水平段和出口段允許滲透坡降值地基類別允許滲流坡降值水平段出口段粉砂0.050.070.250.30細砂0.070.100.300.35中砂0.100.130.350.40粗砂0.130.170.400.45中礫、細礫0.170.220.450.50粗礫夾卵石0.220.250.500.55砂壤土0.150.250.400.50壤土0.250.350.500.60軟粘土0.300.400.600.70堅硬粘土0.400.500.700.80極堅硬粘土0.500.600.800.90水平段滲流坡降為小于規(guī)定值；出口段滲流坡降為小于規(guī)定值；所以閘基符合滲流穩(wěn)定性要求。5.4 排水設施設計為了減小滲透壓力，增加閘室的抗滑穩(wěn)定性，需要在閘室下游側設置排水設施。水閘的排水設施一般為平鋪式，通常在地基表面鋪設反濾層或墊層，設置反濾層是防止地基土產(chǎn)生滲透變形的關鍵性措施。在排水與地基接觸處，應做好反濾層，反濾層布置與消力池下的反濾層相同。第六章 閘室穩(wěn)定計算6.1 荷載計算節(jié)制閘所在地區(qū)地震烈度為6，地震力相對較小，可不考慮地震荷載，且渠道波浪壓力可忽略不計，